JP3888228B2 - Sensor device - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一面を露出させた状態でリードフレームがインサート成形されてなる樹脂ケースに、チップを搭載し、チップとリードフレームの一面とをワイヤにより結線してなるセンサ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のセンサ装置の一般的な概略断面構成を図８に示す。このものは、大きくは、リードフレーム４０がセットされた成形型に樹脂を充填することで樹脂ケース２０を形成し、チップとしてのセンサチップ１０を搭載した後、ワイヤボンディングすることで、センサチップ１０とリードフレーム４０の一面４１とをワイヤ５０で電気的に接続することで製造される。
【０００３】
ここで、センサチップ１０は、例えばダイアフラム式の半導体圧力センサ素子１１を台座１２に一体化して支持させたものであり、樹脂ケース２０におけるセンサチップ１０の搭載面（チップ搭載面）２１に接着剤等を介して固定されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図９は樹脂ケース２０を成形する際の様子を示す概略断面図であり、（ｂ）は（ａ）中の丸で囲んだＡ部拡大図である。樹脂ケース２０を型Ｋ１によって成形した後、図９（ａ）中の白抜き矢印に示すように、型Ｋ１に設けられた可動なイジェクタピンＰ１によって樹脂ケース２０を押すことで、型Ｋ１から樹脂ケース２０が離れる、すなわち離型が行われる。
【０００５】
このとき、図９（ｂ）に示すように、イジェクタピンＰ１によって押された樹脂ケース２０の面には、樹脂によるバリＢ１が形成される。このバリＢ１は、イジェクタピンＰ１と型Ｋ１との間の可動クリアランスに樹脂が入り込むために形成されるものであり、避けられないものである。
【０００６】
イジェクタピンＰ１で樹脂ケース２０を押す場合、樹脂ケース２０においてイジェクタピンＰ１で押される部分を専用に設ければ良いが、樹脂ケース２０の小型化が望まれている現状では、そのようなことは難しい。そのため、離型時にイジェクタピンＰ１で樹脂ケース２０を押す場合、樹脂ケース２０におけるチップ搭載面２１またはリードフレーム４０の近傍部を押すことになる。
【０００７】
ここで、リードフレーム４０の近傍を押すと、リードフレーム４０の傾きによる平行度の悪化やリードフレーム４０の樹脂ケース２０からの浮きなどが生じ、ワイヤボンディングに悪影響を与える。したがって、樹脂ケース２０におけるチップ搭載面２１をイジェクタピンＰ１で押して離型することになる。
【０００８】
この場合、チップ搭載面２１にバリＢ１が発生し、図１０に示すように、センサチップ１０を搭載したときにバリＢ１の上にセンサチップ１０が載った形となる。すると、センサチップ１０が傾いて装着されてしまい、ワイヤボンディングができないなどの問題が生じる。そのため、樹脂ケース２０の成形後、上記バリＢ１を取り除く工程が必要となり、手間がかかってしまう。
【０００９】
そこで、本発明者は検討を行い、図１１に示すように、樹脂ケース２０のチップ搭載面２１においてイジェクタピンが押し付けられる部位に凹部２１ａを設けたセンサ装置を試作した。図１１において、（ａ）はチップ搭載面２１の上から見た概略平面図であり、（ｂ）はチップ搭載面２１と直交する方向に沿った概略断面図である。
【００１０】
そして、凹部２１ａの底部にイジェクタピンを押し付けるようにした。そのようにすれば、上記バリを当該凹部２１ａ内に留めておくことができ、センサチップ１０に上記バリが当たらないようにできるため、センサチップ１０の傾きを防止できる。
【００１１】
しかし、図１１に示すように、凹部２１ａがセンサチップ１０のパッド１５すなわちワイヤボンド部の下にある場合、さらに次のような問題が生じる。ワイヤボンディングの際にはボンディングツールでパッド１５にワイヤ５０を押し当てて荷重および超音波振動を加えながらボンディングを行う。
【００１２】
このとき、センサチップ１０のパッド１５の直下は樹脂ケース２０から浮いているため、センサチップ１０が傾いたり移動したりして（図１１（ｂ）中の白抜き矢印参照）、ワイヤボンディングの超音波パワーが逃げてしまう。よって、ワイヤボンドがしにくい、すなわちワイヤボンド性を確保できないという問題が発生する。
【００１３】
また、ワイヤボンディングされるリードフレーム４０の一面４１すなわちリードフレーム４０のボンディング面は樹脂から露出しているが、このボンディング面に対して、型成形時に樹脂が侵入して付着するとワイヤボンディングができなくなる。つまり、この場合もワイヤボンド性が確保できなくなる。
【００１４】
このように、一面を露出させた状態でリードフレームをインサート成形した樹脂ケースに、チップを搭載し該チップとリードフレームの一面とをワイヤで結線してなるセンサ装置一般において、チップ搭載面に何らかの凹部を設けた構成とした場合やリードフレームのボンディング面へ樹脂が付着した場合には、ワイヤボンディングができなくなるという問題を引き起こす可能性が大きい。
【００１５】
本発明は上記問題に鑑み、センサ装置においてワイヤボンド性を適切に確保できるようにすることを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、リードフレーム（４０）の一面（４１）を露出させた状態でリードフレームがインサート成形されてなる樹脂ケース（２０）に、チップ（１０、６０）を搭載し、チップとリードフレームの一面とをワイヤ（５０）により結線してなるセンサ装置において、樹脂ケースは、型によって成形された後イジェクタピン（Ｐ１）によって離型されたものであり、樹脂ケースにおけるチップの搭載面（２１、２２）には当該搭載面より凹んだ凹部（２３、２４）が形成され、その凹部の底部が、イジェクタピンが押し付けられる部位となっており、樹脂ケースにおけるチップの搭載面上からみたとき、凹部は、その少なくとも一部がチップと重なる位置で、かつチップにおけるワイヤとの接続部（１５、６１）とは重ならない位置に設けられていることを特徴とする。
【００１７】
それによれば、チップの搭載面上からみたとき、凹部とチップにおけるワイヤ接続部すなわちワイヤボンド部とは互いに重ならずに外れた位置関係にあり、チップにおけるワイヤボンド部の直下には凹部が存在しない。つまり、ワイヤボンディングの際、チップにおけるワイヤボンド部の直下ではチップは樹脂ケースに接して支持された形となる。
【００１８】
そのため、チップとリードフレームの一面とをワイヤボンディングするときに、チップが傾いたり移動したりすることを極力防止することができる。
【００２０】
また、凹部の底部が、イジェクタピンが押し付けられる部位となっているので、イジェクタピンにより発生する樹脂ケースのバリを凹部内に留めておくことができる。そのため、チップにバリが当たってチップが傾いて装着される等の不具合を防止できる。そのような凹部の深さとしては０．３ｍｍ以上であることが好ましい。
【００２１】
また、請求項３に記載の発明では、樹脂ケース（２０）におけるチップ（１０、６０）の搭載面（２１、２２）上からみたとき、凹部（２３、２４）は、その一部がチップとは重ならない位置となるように設けられて、凹部の内部が外部と連通していることを特徴とする。
【００２２】
上記請求項１に記載の発明では、凹部について、チップにおけるワイヤボンド部から外した位置としたうえで凹部の開口部をすべてチップにて覆った構成も採用される。しかし、その場合、チップによって凹部内に空気が封止されるため、封止された空気が熱膨張してチップの接着部を剥離させる等の可能性がある。
【００２３】
その点、請求項３に記載の発明によれば、凹部の内部は外部と連通して開放された形となることから、凹部内の空気が閉じこめられることは無くなり、好ましい。
【００２９】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。本実施形態は本発明のセンサ装置を圧力センサに適用したものとして説明する。図１は本実施形態に係る圧力センサＳ１の概略断面図、図２は図１中の矢印Ａ方向から見た概略平面図であり、蓋部８０は省略してある。
【００３１】
センサチップ１０は、シリコン基板等の半導体基板１１にキャビティを形成し、半導体基板１１とガラス等からなる台座１２とを接合することにより、このキャビティ内部に基準圧力室１３を形成してなるものである。つまり、センサチップ１０は、その内部に基準圧力室１３を有するとともに外表面に印加された圧力を検出する絶対圧型の検出素子である。
【００３２】
このセンサチップ１０においては、半導体基板１１のうち基準圧力室１３に対応した部分に形成されたダイアフラム１４に、ブリッジ回路を構成するようにゲージ抵抗（図示せず）が形成されている。
【００３３】
また、半導体基板１１には、上記ブリッジ回路と電気的に接続された図示しない増幅回路が形成されている。そして、該ダイアフラム１４が圧力を受けたときに歪み変形し、その歪み変形に基づく上記ブリッジ回路からの電気信号（電圧）を、上記増幅回路にて増幅して出力できるようになっている。
【００３４】
センサチップ１０は樹脂ケース２０におけるチップ搭載面２１に搭載されている。ここでは、樹脂ケース２０のうちセンサチップ１０が搭載される部分の面がセンサチップの搭載面すなわちチップ搭載面２１である。
【００３５】
そして、センサチップ１０における台座１２が、樹脂等からなる接着剤３０を介してチップ搭載面２１に接着され固定されている。この樹脂ケース２０はＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の樹脂材料からなり、型成形されたものである。
【００３６】
そして、樹脂ケース２０にはリードフレーム４０がインサート成形により一体化されている。このリードフレーム４０は、Ｃｕ合金等からなる板材に対してプレスの打ち抜き加工を施すことにより成形されたものである。ここで、リードフレーム４０の樹脂ケース２０へのインサート部分においては、リードフレーム４０の一面４１が露出しており、他面４２が樹脂に接触している。
【００３７】
このリードフレーム４０の露出した一面４１とセンサチップ１０のパッド１５とが、ワイヤボンディングにより形成された金やアルミニウム等からなるワイヤ５０によって結線され電気的に接続されている。また、リードフレーム４０のうち樹脂ケース２０から外部に引き出された部分は、図１に示すように折り曲げられ、ベンド部４３を形成している。
【００３８】
そして、樹脂ケース２０から外部に引き出されたリードフレーム４０の先端部４４は、この圧力センサＳ１をプリント基板等の図示しない外部基板に実装する際の接続部となる。つまり、外部基板とこのリードフレーム４０の先端部４４とは、はんだや導電性接着剤等を介して電気的・機械的に接続される。
【００３９】
ここで、図２中、斜線ハッチングで示すように、リードフレーム４０の先端部４４の表面には、上記外部基板とのはんだ接続を行う際に、はんだ濡れ性を良くするためのＡｕフラッシュめっき等のめっき４５が形成されている。なお、Ａｕフラッシュめっきは、近年要望されている鉛フリー化に対応したもので、様々なはんだに対して濡れ性に優れるものである。
【００４０】
このめっき４５は当該先端部４４におけるリードフレーム４０の一面４１および他面４２のみならず側面、先端部４４の端面にも形成されている。つまり、めっき４５は当該先端部４４のすべての外面すなわちリードフレーム４０における外部基板との接続部のすべての外面に形成されている。
【００４１】
また、図２に示すように、樹脂ケース２０においてセンサチップ１０の隣には回路チップ６０が設けられている。この回路チップ６０は樹脂ケース２０における回路チップ用のチップ搭載面２２に搭載されており、回路チップ６０は、このチップ搭載面２２に接着剤等を介して接着固定されている。
【００４２】
そして、回路チップ６０のパッド６１は、センサチップ１０やリードフレーム４０の一面４１とワイヤ５０によって結線され電気的に接続されている。本例では、回路チップ６０が搭載されているチップ搭載面２２と、センサチップ１０が搭載されているチップ搭載面２１とは段差を有しており、両チップ１０、６０の高さとリードフレーム４０の高さとを略同一とすることでワイヤボンドをしやすくしている。
【００４３】
この回路チップ６０は、センサチップ１０からの出力信号を調整する機能を有するものである。つまり、センサチップ１０からの出力信号（出力電圧）は、ワイヤ５０を介して回路チップ６０にて調整され、さらにワイヤ５０からセンサチップ５０に戻り再びワイヤ５０からリードフレーム４０を介して外部に出力されるようになっている。
【００４４】
ここにおいて、本実施形態のセンサチップ１０および回路チップ６０が本発明でいうチップであり、それぞれのチップ搭載面２１、２２が本発明でいうチップの搭載面である。
【００４５】
そして、このようなチップ搭載面２１、２２を有するとともにリードフレーム４０の一面４１を露出させた状態でリードフレーム４０がインサート成形されてなる樹脂ケース２０と、チップ搭載面２１、２２の上に搭載されたチップ１０、６０と、このチップ１０、６０とリードフレーム４０の一面４１とを結線するワイヤ５０とを備えるセンサ装置Ｓ１において、本実施形態の主たる特徴は以下のようなものである。
【００４６】
すなわち、図１、図２に示すように、両チップ搭載面２１、２２には、それぞれ当該搭載面２１、２２より凹んだ凹部２３、２４が形成されている。そして、この凹部２３、２４は、図２に示すように、樹脂ケース２０におけるチップ搭載面２１、２２上からみたとき、チップ１０、６０におけるワイヤ５０との接続部すなわちパッド１５、６１に重ならない位置に設けられている。
【００４７】
この特徴点は言い換えると、チップ搭載面２１、２２の上に搭載されているチップ１０、６０におけるワイヤ５０との接続部１５、６１の直下では、該凹部２３、２４が存在せずチップ搭載面２１、２２にチップ１０、６０が接して支持されている、ということである。
【００４８】
本例では図２に示すように、両凹部２３、２４はともに略矩形の開口形状を有し、その開口部の一部がチップ１０、６０に重なり、残りの開口部の部分はチップ１０、６０とは重ならずチップ１０、６０から外れて位置している。
【００４９】
ここで、樹脂ケース２０は、型によって成形された後、上記図９に示したのと同様に、イジェクタピンによって離型されるものである。これら凹部２３、２４の底部は、その離型時においてイジェクタピンが押し付けられる部位となっている。そして、凹部２３、２４の深さは、発生するバリの高さ以上の深さを有するものであり、例えば０．３ｍｍ以上の深さが好ましい。
【００５０】
また、図１に示すように、センサチップ１０の表面すなわちセンサチップ１０における半導体基板１１の表面、および、リードフレーム４０の一面４１とワイヤ５０との接続部は、ゲル部材７０によって被覆されており、これら部位はゲル部材７０によって保護されている。
【００５１】
また、図１に示すように、樹脂ケース２０には、チップ搭載面２１側を覆うようにＰＰＳ等の樹脂からなる蓋部８０が接着等により設けられている。樹脂ケース２０に搭載されたセンサチップ１０、回路チップ６０およびワイヤ５０等は、この蓋部８０によって封止されている。
【００５２】
この蓋部８０には、外気に連通する圧力導入孔８１が設けられている。そして、蓋部８０と樹脂ケース２０にて区画された空間には、この圧力導入孔８１を通じて測定環境の圧力が導入されるようになっている。
【００５３】
それによって、センサチップ１０においては、基準圧力室１３と導入された測定圧力との差によってダイアフラム１４が歪み変形し、その歪み変形に基づく電気信号が電圧としてセンサチップ１０から出力される。そして、この出力電圧は、ワイヤ５０を介して回路チップ６０にて調整され、さらにワイヤ５０を介してセンサチップ１０に戻され、再びワイヤ５０、リードフレーム４０を介して外部に出力される。
【００５４】
このような圧力センサＳ１は、次のようにして製造することができる。まず、リードフレーム４０であるが、本実施形態ではリードフレーム４０の先端部４４の端面までもめっき４５が形成された構成としている。このようなリードフレーム４０の作成方法を述べる。
【００５５】
図３は、上記図２と同じ視点にてリードフレーム４０をカットする前の状態で示す概略平面図である。リードフレーム４０は各フレーム部４０ａやタイバー４０ｂ等によって一体に連結されている。
【００５６】
本実施形態のリードフレーム４０は、例えばＣｕ合金からなる板材をプレスの打ち抜き加工によって図３に示す形にした後、まず、その全面にＮｉめっきを施す。このＮｉめっきはワイヤボンド性を確保するためのものである。
【００５７】
そして、このＮｉメッキの上において図３中の斜線ハッチングに示す部位にストライプめっき手法を用いて、上記めっき４５として例えばＡｕフラッシュめっき４５を施す。打ち抜き加工によりすでにリードフレーム４０の先端部４４の端面が露出しているので、当該端面にも、上記ＮｉめっきおよびＡｕフラッシュめっき４５が形成される。
【００５８】
こうして作成されたリードフレーム４０を、樹脂ケース２０に対応した形状を有する型の内部にセットし、型内部に樹脂を注入、充填することでリードフレーム４０がインサート成形され一体化された樹脂ケース２０ができあがる。樹脂ケース２０の離型は、上述したようにイジェクタピンを凹部２３、２４の底部に押し当てることで行う。
【００５９】
そして、センサチップ１０および回路チップ６０を樹脂ケース２０の各チップ搭載面２１、２２へ接着し、ワイヤボンディングを行ってワイヤ５０を形成し、次に、ゲル部材７０や蓋部８０の取付を行う。その後、リードフレーム４０の成形（折り曲げ等）やカットを行うことで圧力センサＳ１が完成する。
【００６０】
ちなみに、従来のリードフレームでは、本実施形態のリードフレーム４０のように、はんだ濡れ性向上のためのめっき４５を先端部４４の端面まで施すということは行っていなかった。従来のリードフレームの加工例を図４に示す。
【００６１】
従来では、板材をプレスの打ち抜き加工によって図４に示す平面形状に成形し、これに上記Ａｕフラッシュめっきを施した後に、フレーム部４０ａやタイバー４０ａのカットを行う。このとき、図４中の一点鎖線Ｃに沿ってカットすることでリードフレームの先端部を形成していた。
【００６２】
そのため、この先端部の表裏両面および側面はめっきが形成されるが、先端部の端面すなわち切断面はめっきされない。このことから、従来のリードフレームでは、先端部の端面のはんだ濡れ性が低く、リードフレームと外部基板等とのはんだ接合が、正常になされたかの検査が困難であった。
【００６３】
それに対して、本実施形態では、リードフレーム４０における外部基板等とのはんだ付け部の全周にめっき４５が形成され、はんだ濡れ性を確保することができるとともに、該先端部のはんだフィレットの出来を検査することで良否判定が容易にできるため、好ましい。
【００６４】
ところで、本実施形態では、上記図２に示すように、チップ搭載面２１、２２上からみたとき、凹部２３、２４は、チップ１０、６０におけるパッド１５、６１すなわちチップ１０、６０におけるワイヤボンド部とは重ならない位置関係にあり、各チップ１０、６０におけるワイヤボンド部の直下には凹部２３、２４が存在しない。
【００６５】
つまり、ワイヤボンディングの際、チップ１０、６０におけるワイヤボンド部の直下ではチップ１０、６０は樹脂ケース２０に接して支持された形となる。そのため、チップ１０、６０とリードフレーム４０の一面４１とをワイヤボンディングするときに、チップ１０、６０が傾いたり移動したりすることを極力防止できる。
【００６６】
よって、本実施形態によれば、ワイヤボンディングの超音波パワーを逃がすようなことはなくなり、ワイヤボンディングを容易に行うことができる。すなわち、チップ搭載面２１、２２に凹部２３、２４を設けた場合において、ワイヤボンド性を適切に確保することができる。
【００６７】
また、本実施形態では、樹脂ケース２０の離型時に凹部２３、２４の底部にイジェクタピンを押し付けるようにするため、イジェクタピンにより発生する樹脂ケース２０のバリを凹部２３、２４内に留めておくことができる。そのため、上記図１０に示したようなチップ１０、６０にバリが当たってチップ１０、６０が傾いて装着される等の不具合を防止できる。
【００６８】
また、本実施形態では、上記図２に示したように、樹脂ケース２０におけるチップ搭載面２１、２２上からみたとき、凹部２３、２４は、その一部がチップ１０、６０とは重ならずチップ１０、６０から外れた位置となるように設けられている。
【００６９】
各凹部２３、２４について、チップ１０、６０におけるワイヤボンド部１５、６１から外した位置としたうえで凹部２３、２４の開口部をすべてチップ１０、６０にて覆った構成としても良いが、その場合、チップ１０、６０によって凹部２３、２４内の空気が封止される。そのため、封止された空気が熱膨張してチップ１０、６０の接着部を剥離させる等の可能性がある。
【００７０】
その点、上記図２に示したようにすれば、凹部２３、２４の内部は外部と連通して開放された形となることから、凹部２３、２４内の空気が閉じこめられることは無くなり、好ましい。
【００７１】
さらに、本実施形態においては、以下のような好ましい形態を採用することができる。まず、上述したように、リードフレーム４０はプレスの打ち抜き加工により成形されたものであるが、ここで好ましくは、リードフレーム４０のうち当該打ち抜き加工における固定金型（ダイ）側の面を、リードフレーム４０の一面４１つまりワイヤボンディングされる面とする。
【００７２】
このような構成としたリードフレーム４０の断面構成を図５に示す。上記打ち抜き加工において、リードフレーム４０の一面４１を固定金型側の面とすることで、当該一面４１の端部には、打ち抜き方向へ突出するバリ４１ａが形成される。いっぽうリードフレーム４０の他面４２は打ち抜き加工における可動金型（パンチ）側の面であり、当該他面４２の端部はＲ形状となる。
【００７３】
図６は、このようなバリ４１ａが形成されたリードフレーム４０をインサート成形する方法を示す概略断面図であり、（ｂ）は（ａ）中の丸で囲んだＤ部分を拡大して示す図である。図４に示すように、樹脂ケース２０の成形は下型Ｋ１２内にリードフレーム４０をセットし、上型Ｋ１１を合致させた後、型内に樹脂を充填することで行う。
【００７４】
このとき、図６に示すように、リードフレーム４０の一面４１の端部においては、上記バリ４１ａが上型Ｋ１１に対して押し潰されるように密着する。すると、このバリ４１ａがダムの役割を果たすことになり、樹脂がリードフレーム４０一面４１内へ侵入するのを防止することができる。
【００７５】
ちなみに、図７に示すように、リードフレーム４０のうちプレスの打ち抜き加工における可動金型側の面を、リードフレーム４０の一面４１つまりワイヤボンディングされるボンディング面とした構成も本実施形態では採用される。しかし、その場合、当該ボンディング面の端部はＲ形状となるため樹脂の回り込みが発生しやすいため、ボンディング面への樹脂の付着が起こりやすい。
【００７６】
したがって、上記図５に示す好ましいリードフレーム構成を採用すれば、ワイヤボンドされるリードフレーム４０の一面４１への樹脂の付着を防止できることから、より高レベルのワイヤボンド性を確保することができる。
【００７７】
この好ましいリードフレーム構成のさらなる効果は、リードフレーム４０における外部基板との接続部に現れる。上述した図７では、圧力センサＳ１のリードフレーム４０を外部基板上に載せたとき、リードフレーム４０のバリが外部基板に当たることで、外部基板から圧力センサＳ１が傾いて実装されてしまう可能性がある。その点、好ましい構成ではそのようなことは無く、安定した実装が可能となる。
【００７８】
二つ目の好ましい形態もリードフレーム４０に関するものであり、具体的には上記図２に現れている。すなわち、リードフレーム４０の樹脂ケース２０への埋設部は、図２中、破線で図示されているが、くびれ形状をなしている。
【００７９】
リードフレームの樹脂埋設部をくびれ形状とすることで、リードフレーム４０と樹脂との引っかかり度合が強くなる。それにより、例えばリードフレームの成形時のフォーミング荷重など、リードフレーム４０の水平方向への引っ張り荷重に対し、樹脂ケース２０においてリードフレーム４０の保持強度を十分に耐性のあるものにできる。
【００８０】
三つ目の好ましい形態もリードフレーム４０に関するもので、具体的には上記図１に現れている。図１中の寸法Ｌすなわちリードフレーム４０における外部基板への接続面からベンド部４３までの高さを、２ｍｍ以上とすることである。これはリードフレーム４０と外部基板とをはんだ付けする際に有効な構成である。
【００８１】
この寸法Ｌが１ｍｍ程度である場合、はんだがリードフレーム４０の背面（つまり図１では他面４２）を這い上がってベンド部４３まで付着する。ベンド部４３はリードフレーム４０における応力緩和作用をする部分であり、このベンド部４３がはんだに覆われて固くなってしまうと応力緩和作用を発揮することができなくなる。
【００８２】
そこで、本発明者が鋭意検討を行った結果、寸法Ｌを２ｍｍ以上とすれば、はんだがベンド部４３まで這い上がるのを防止し、ベンド部４３による応力緩和効果が十分に発揮されることがわかった。
【００８３】
（他の実施形態）
なお、上記実施形態に示した圧力センサＳ１において、上述したように、リードフレーム４０のうち打ち抜き加工における固定金型側の面を、リードフレーム４０の一面４１つまりボンディング面とした場合、樹脂ケース２０のチップ搭載面２１、２２は上記凹部を設けずに平坦面であっても良い。
【００８４】
この場合、チップ搭載面２１、２２に存在する樹脂のバリはバリ取り工程で取り除くようにしても良い。そして、この場合には、上述したように、ボンディング面への樹脂の付着が防止されることによって、本発明の目的であるワイヤボンド性の適切な確保を実現できる。
【００８５】
また、本発明は上記圧力センサに限定されるものではなく、一面を露出させた状態でリードフレームがインサート成形されてなる樹脂ケースに、チップを搭載し、チップとリードフレームの一面とをワイヤにより結線してなるセンサ装置であれば適用可能である。例えば、赤外線センサやガスセンサ、フローセンサ、湿度センサ等にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る圧力センサの概略断面図である。
【図２】図１の蓋部を省略したＡ矢視平面図である。
【図３】上記実施形態においてリードフレームをカットする前の状態を示す概略平面図である。
【図４】従来のリードフレームの加工例を示す図である。
【図５】リードフレームのうちプレスの打ち抜き加工における固定金型側の面を露出させてインサート成形した樹脂ケースの概略断面構成を示す図である。
【図６】図５に示す構成を成形する方法を示す概略断面図である。
【図７】リードフレームのうちプレスの打ち抜き加工における可動金型側の面を露出させてインサート成形した樹脂ケースの概略断面構成を示す図である。
【図８】従来のセンサ装置の一般的な概略断面構成を示す図である。
【図９】樹脂ケースを成形する際の様子を示す図である。
【図１０】樹脂ケースに生じるバリによるセンサチップの傾きの様子を示す図である。
【図１１】本発明者の試作品を示す図であり、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は概略断面図である。
【符号の説明】
１０…センサチップ、１５…センサチップのパッド、２０…樹脂ケース、２１、２２…チップ搭載面、２３、２４…凹部、４０…リードフレーム、
４１…リードフレームの一面、５０…ワイヤ、６０…回路チップ、
６１…回路チップのパッド、Ｐ１…イジェクタピン。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a sensor device in which a chip is mounted on a resin case in which a lead frame is insert-molded with one surface exposed, and the chip and one surface of the lead frame are connected by a wire.
[0002]
[Prior art]
A general schematic cross-sectional configuration of this type of conventional sensor device is shown in FIG. In general, the resin chip 20 is formed by filling a mold in which the lead frame 40 is set, the resin case 20 is formed, the sensor chip 10 as a chip is mounted, and then the sensor chip 10 is formed by wire bonding. And one surface 41 of the lead frame 40 is electrically connected by a wire 50.
[0003]
Here, the sensor chip 10 is, for example, a diaphragm type semiconductor pressure sensor element 11 integrated and supported on a pedestal 12, and an adhesive on the mounting surface (chip mounting surface) 21 of the sensor chip 10 in the resin case 20. It is fixed through etc.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing a state when the resin case 20 is molded, and (b) is an enlarged view of a portion A surrounded by a circle in (a). After molding the resin case 20 with the mold K1, the resin case 20 is pushed by the movable ejector pin P1 provided on the mold K1, as indicated by the white arrow in FIG. Case 20 leaves | separates, ie, mold release is performed.
[0005]
At this time, as shown in FIG. 9B, a burr B1 made of resin is formed on the surface of the resin case 20 pushed by the ejector pin P1. The burr B1 is formed because the resin enters the movable clearance between the ejector pin P1 and the mold K1, and is inevitable.
[0006]
When the resin case 20 is pushed by the ejector pin P1, a portion to be pushed by the ejector pin P1 may be provided exclusively in the resin case 20, but in the present situation where the resin case 20 is desired to be downsized, difficult. Therefore, when the resin case 20 is pushed by the ejector pin P1 at the time of mold release, the chip mounting surface 21 or the vicinity of the lead frame 40 in the resin case 20 is pushed.
[0007]
Here, when the vicinity of the lead frame 40 is pressed, the parallelism is deteriorated due to the inclination of the lead frame 40, the lead frame 40 is lifted from the resin case 20, and the wire bonding is adversely affected. Therefore, the chip mounting surface 21 of the resin case 20 is pushed by the ejector pin P1 and released.
[0008]
In this case, the burr B1 is generated on the chip mounting surface 21, and as shown in FIG. 10, the sensor chip 10 is placed on the burr B1 when the sensor chip 10 is mounted. As a result, the sensor chip 10 is mounted in an inclined state, causing problems such as inability to perform wire bonding. Therefore, after the resin case 20 is molded, a step of removing the burr B1 is necessary, which takes time.
[0009]
Therefore, the present inventor has studied, and as shown in FIG. 11, a sensor device in which a recess 21 a is provided in a portion of the chip mounting surface 21 of the resin case 20 where the ejector pin is pressed is manufactured. 11A is a schematic plan view as viewed from above the chip mounting surface 21, and FIG. 11B is a schematic cross-sectional view along a direction orthogonal to the chip mounting surface 21.
[0010]
The ejector pin is pressed against the bottom of the recess 21a. By doing so, the burr can be kept in the recess 21a, and the burr can be prevented from hitting the sensor chip 10, so that the inclination of the sensor chip 10 can be prevented.
[0011]
However, as shown in FIG. 11, when the concave portion 21a is under the pad 15 of the sensor chip 10, that is, the wire bond portion, the following problem occurs. In wire bonding, the wire 50 is pressed against the pad 15 with a bonding tool, and bonding is performed while applying a load and ultrasonic vibration.
[0012]
At this time, since the portion immediately below the pad 15 of the sensor chip 10 is floating from the resin case 20, the sensor chip 10 is tilted or moved (see the white arrow in FIG. 11B), and the wire bonding is not performed. Sonic power escapes. Therefore, there arises a problem that wire bonding is difficult, that is, wire bondability cannot be secured.
[0013]
Further, one surface 41 of the lead frame 40 to be wire-bonded, that is, the bonding surface of the lead frame 40 is exposed from the resin. However, if the resin enters and adheres to this bonding surface during molding, wire bonding cannot be performed. . That is, in this case, the wire bondability cannot be ensured.
[0014]
Thus, in general sensor devices in which a chip is mounted on a resin case in which a lead frame is insert-molded with one surface exposed and the chip and one surface of the lead frame are connected by a wire, When the structure is provided with a recess or when resin adheres to the bonding surface of the lead frame, there is a great possibility that wire bonding cannot be performed.
[0015]
In view of the above problems, an object of the present invention is to appropriately secure wire bondability in a sensor device.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a chip (10) is formed on a resin case (20) formed by insert molding a lead frame with one surface (41) of the lead frame (40) exposed. 60), and a sensor device in which the chip and one surface of the lead frame are connected by a wire (50),The resin case is formed by a mold and then released by an ejector pin (P1). The chip mounting surface (21, 22) in the resin case has a recess (23, 24) recessed from the mounting surface. Is formed, and the bottom of the recess is a part where the ejector pin is pressed,When viewed from the chip mounting surface in the resin case, the recess isAt least a portion of which overlaps the chip, andIt is characterized in that it is provided at a position where it does not overlap with the connection part (15, 61) with the wire in the chip.
[0017]
According to this, when viewed from the chip mounting surface, the concave portion and the wire connecting portion in the chip, that is, the wire bond portion are positioned so as not to overlap each other, and there is a concave portion immediately below the wire bond portion in the chip. do not do. That is, during wire bonding, the chip is in contact with the resin case and supported immediately below the wire bond portion of the chip.
[0018]
  Therefore, when wire bonding the chip and one surface of the lead frame, it is possible to prevent the chip from tilting or moving as much as possible..
[0020]
  Also,Bottom of recessBut,Ejector pinButPressingBecause it has become a partThe resin case burr generated by the ejector pins can be retained in the recess. For this reason, it is possible to prevent problems such as the tip being tilted and mounted when the tip hits the burr. The depth of such a recess is preferably 0.3 mm or more.
[0021]
  Claims3In the invention described in the above, when viewed from the mounting surface (21, 22) of the chip (10, 60) in the resin case (20), the recess (23, 24)oneIs provided so that the part does not overlap the tipThe inside of the recess communicates with the outsideIt is characterized by that.
[0022]
In the first aspect of the present invention, a configuration is adopted in which the recess is positioned away from the wire bond portion of the chip and the opening of the recess is covered with the chip. However, in that case, since air is sealed in the recess by the chip, there is a possibility that the sealed air is thermally expanded to peel off the bonded portion of the chip.
[0023]
  In that respect, claims3According to the invention described in (1), the inside of the recess is in an open shape in communication with the outside, so that air in the recess is not confined, which is preferable.
[0029]
In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments shown in the drawings will be described below. The present embodiment will be described assuming that the sensor device of the present invention is applied to a pressure sensor. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the pressure sensor S1 according to the present embodiment, FIG. 2 is a schematic plan view seen from the direction of arrow A in FIG. 1, and the lid 80 is omitted.
[0031]
The sensor chip 10 is formed by forming a cavity in a semiconductor substrate 11 such as a silicon substrate and bonding a semiconductor substrate 11 and a base 12 made of glass or the like to form a reference pressure chamber 13 inside the cavity. is there. That is, the sensor chip 10 is an absolute pressure type detection element that has a reference pressure chamber 13 inside and detects a pressure applied to the outer surface.
[0032]
In the sensor chip 10, a gauge resistor (not shown) is formed on a diaphragm 14 formed in a portion corresponding to the reference pressure chamber 13 in the semiconductor substrate 11 so as to constitute a bridge circuit.
[0033]
In addition, an amplifier circuit (not shown) that is electrically connected to the bridge circuit is formed on the semiconductor substrate 11. When the diaphragm 14 receives pressure, the diaphragm 14 undergoes distortion deformation, and an electric signal (voltage) from the bridge circuit based on the distortion deformation can be amplified and output by the amplification circuit.
[0034]
The sensor chip 10 is mounted on a chip mounting surface 21 in the resin case 20. Here, the surface of the resin case 20 where the sensor chip 10 is mounted is the sensor chip mounting surface, that is, the chip mounting surface 21.
[0035]
The base 12 in the sensor chip 10 is bonded and fixed to the chip mounting surface 21 via an adhesive 30 made of resin or the like. The resin case 20 is made of a resin material such as PPS (polyphenylene sulfide) and is molded.
[0036]
A lead frame 40 is integrated with the resin case 20 by insert molding. The lead frame 40 is formed by stamping a plate material made of a Cu alloy or the like. Here, in the insert portion of the lead frame 40 into the resin case 20, one surface 41 of the lead frame 40 is exposed and the other surface 42 is in contact with the resin.
[0037]
The exposed surface 41 of the lead frame 40 and the pad 15 of the sensor chip 10 are connected and electrically connected by a wire 50 made of gold or aluminum formed by wire bonding. Further, a portion of the lead frame 40 that is pulled out from the resin case 20 is bent as shown in FIG. 1 to form a bend portion 43.
[0038]
And the front-end | tip part 44 of the lead frame 40 pulled out from the resin case 20 becomes a connection part at the time of mounting this pressure sensor S1 on external boards (not shown), such as a printed circuit board. That is, the external substrate and the tip end portion 44 of the lead frame 40 are electrically and mechanically connected via solder, a conductive adhesive, or the like.
[0039]
Here, as shown by hatched hatching in FIG. 2, the surface of the tip portion 44 of the lead frame 40 is Au flash plating or the like for improving solder wettability when performing solder connection with the external substrate. The plating 45 is formed. In addition, Au flash plating respond | corresponds to lead-free-ization demanded in recent years, and is excellent in wettability with respect to various solders.
[0040]
The plating 45 is formed not only on one surface 41 and the other surface 42 of the lead frame 40 at the tip portion 44 but also on the side surface and the end surface of the tip portion 44. That is, the plating 45 is formed on all outer surfaces of the tip end portion 44, that is, all outer surfaces of the lead frame 40 connected to the external substrate.
[0041]
As shown in FIG. 2, a circuit chip 60 is provided next to the sensor chip 10 in the resin case 20. The circuit chip 60 is mounted on the chip mounting surface 22 for the circuit chip in the resin case 20, and the circuit chip 60 is bonded and fixed to the chip mounting surface 22 with an adhesive or the like.
[0042]
The pads 61 of the circuit chip 60 are connected and electrically connected to the sensor chip 10 and the one surface 41 of the lead frame 40 by the wires 50. In this example, the chip mounting surface 22 on which the circuit chip 60 is mounted and the chip mounting surface 21 on which the sensor chip 10 is mounted have a level difference. By making the heights of the two substantially the same, wire bonding is facilitated.
[0043]
The circuit chip 60 has a function of adjusting an output signal from the sensor chip 10. That is, the output signal (output voltage) from the sensor chip 10 is adjusted by the circuit chip 60 via the wire 50, and further returns from the wire 50 to the sensor chip 50 and is output from the wire 50 to the outside via the lead frame 40 again. It has come to be.
[0044]
Here, the sensor chip 10 and the circuit chip 60 of the present embodiment are chips referred to in the present invention, and the chip mounting surfaces 21 and 22 are chip mounting surfaces referred to in the present invention.
[0045]
The lead frame 40 is insert-molded with the chip mounting surfaces 21 and 22 and the one surface 41 of the lead frame 40 exposed, and mounted on the chip mounting surfaces 21 and 22. In the sensor device S1 including the chips 10 and 60 and the wires 50 that connect the chips 10 and 60 and the one surface 41 of the lead frame 40, the main features of the present embodiment are as follows.
[0046]
That is, as shown in FIGS. 1 and 2, the chip mounting surfaces 21 and 22 are formed with recesses 23 and 24 that are recessed from the mounting surfaces 21 and 22, respectively. As shown in FIG. 2, the recesses 23 and 24 do not overlap with the connection portions with the wires 50 in the chips 10 and 60, that is, the pads 15 and 61 when viewed from the chip mounting surfaces 21 and 22 in the resin case 20. In the position.
[0047]
In other words, this feature point is that the recesses 23 and 24 do not exist in the chips 10 and 60 mounted on the chip mounting surfaces 21 and 22 immediately below the connection portions 15 and 61 and the chip mounting surface. That is, the chips 10 and 60 are in contact with and supported by 21 and 22.
[0048]
In this example, as shown in FIG. 2, both the recesses 23 and 24 both have a substantially rectangular opening shape, a part of the opening overlaps the chips 10 and 60, and the remaining opening part is the chip 10 and It is positioned so as not to overlap the chip 60 and from the chips 10 and 60.
[0049]
Here, after the resin case 20 is molded by a mold, it is released by an ejector pin in the same manner as shown in FIG. The bottoms of these recesses 23 and 24 are portions to which the ejector pins are pressed when the molds are released. And the depth of the recessed parts 23 and 24 has a depth more than the height of the burr | flash which generate | occur | produces, for example, the depth of 0.3 mm or more is preferable.
[0050]
Further, as shown in FIG. 1, the surface of the sensor chip 10, that is, the surface of the semiconductor substrate 11 in the sensor chip 10, and the connection portion between the one surface 41 of the lead frame 40 and the wire 50 are covered with a gel member 70. These parts are protected by the gel member 70.
[0051]
As shown in FIG. 1, the resin case 20 is provided with a lid portion 80 made of a resin such as PPS by bonding or the like so as to cover the chip mounting surface 21 side. The sensor chip 10, the circuit chip 60, the wire 50, and the like mounted on the resin case 20 are sealed by the lid portion 80.
[0052]
The lid portion 80 is provided with a pressure introduction hole 81 communicating with the outside air. The pressure of the measurement environment is introduced into the space partitioned by the lid 80 and the resin case 20 through the pressure introduction hole 81.
[0053]
Thereby, in the sensor chip 10, the diaphragm 14 is distorted and deformed due to the difference between the reference pressure chamber 13 and the introduced measurement pressure, and an electric signal based on the distorted deformation is output from the sensor chip 10 as a voltage. The output voltage is adjusted by the circuit chip 60 via the wire 50, returned to the sensor chip 10 via the wire 50, and output to the outside again via the wire 50 and the lead frame 40.
[0054]
Such a pressure sensor S1 can be manufactured as follows. First, the lead frame 40 is configured such that the plating 45 is formed even on the end surface of the tip end portion 44 of the lead frame 40 in the present embodiment. A method for producing such a lead frame 40 will be described.
[0055]
FIG. 3 is a schematic plan view showing a state before the lead frame 40 is cut from the same viewpoint as FIG. The lead frame 40 is integrally connected by each frame portion 40a, a tie bar 40b, and the like.
[0056]
The lead frame 40 of the present embodiment is formed by, for example, forming a plate material made of a Cu alloy into a shape shown in FIG. This Ni plating is for ensuring wire bondability.
[0057]
Then, on this Ni plating, for example, Au flash plating 45 is applied as the plating 45 to the portion indicated by hatching in FIG. Since the end face of the leading end portion 44 of the lead frame 40 is already exposed by the punching process, the Ni plating and the Au flash plating 45 are also formed on the end face.
[0058]
The lead frame 40 thus created is set inside a mold having a shape corresponding to the resin case 20, and the resin is injected into and filled in the mold, whereby the lead frame 40 is insert-molded and integrated. Is completed. The resin case 20 is released by pressing the ejector pins against the bottoms of the recesses 23 and 24 as described above.
[0059]
Then, the sensor chip 10 and the circuit chip 60 are bonded to the chip mounting surfaces 21 and 22 of the resin case 20, wire bonding is performed to form the wire 50, and then the gel member 70 and the lid 80 are attached. . Thereafter, the pressure sensor S1 is completed by molding (bending) or cutting the lead frame 40.
[0060]
Incidentally, in the conventional lead frame, unlike the lead frame 40 of the present embodiment, the plating 45 for improving the solder wettability is not applied to the end surface of the tip portion 44. An example of processing a conventional lead frame is shown in FIG.
[0061]
Conventionally, a plate material is formed into a planar shape as shown in FIG. 4 by punching a press, and after the Au flash plating is applied thereto, the frame portion 40a and the tie bar 40a are cut. At this time, the leading end portion of the lead frame was formed by cutting along the one-dot chain line C in FIG.
[0062]
Therefore, although plating is formed on the front and back both surfaces and side surfaces of the tip portion, the end surface of the tip portion, that is, the cut surface is not plated. For this reason, in the conventional lead frame, the solder wettability of the end surface of the tip portion is low, and it is difficult to inspect whether the solder bonding between the lead frame and the external substrate or the like has been normally performed.
[0063]
On the other hand, in the present embodiment, the plating 45 is formed on the entire periphery of the soldered portion of the lead frame 40 with the external substrate or the like, so that the solder wettability can be ensured and the solder fillet at the tip portion can be formed. It is preferable because quality can be easily determined by inspecting.
[0064]
By the way, in this embodiment, as shown in FIG. 2, when viewed from above the chip mounting surfaces 21 and 22, the recesses 23 and 24 are the pads 15 and 61 in the chips 10 and 60, that is, the wire bond portions in the chips 10 and 60. The recesses 23 and 24 do not exist immediately below the wire bond portions of the chips 10 and 60.
[0065]
That is, at the time of wire bonding, the chips 10 and 60 are in contact with and supported by the resin case 20 immediately below the wire bond portion of the chips 10 and 60. Therefore, when the chips 10 and 60 and the one surface 41 of the lead frame 40 are wire-bonded, it is possible to prevent the chips 10 and 60 from tilting or moving as much as possible.
[0066]
Therefore, according to this embodiment, the ultrasonic power of wire bonding is not lost, and wire bonding can be performed easily. That is, when the recesses 23 and 24 are provided on the chip mounting surfaces 21 and 22, wire bondability can be appropriately ensured.
[0067]
Further, in this embodiment, since the ejector pins are pressed against the bottoms of the recesses 23 and 24 when the resin case 20 is released, burrs of the resin case 20 generated by the ejector pins are retained in the recesses 23 and 24. be able to. Therefore, it is possible to prevent problems such as the tip 10 or 60 as shown in FIG.
[0068]
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, when viewed from above the chip mounting surfaces 21 and 22 in the resin case 20, the recesses 23 and 24 do not partially overlap the chips 10 and 60. It is provided so as to be located away from the chips 10 and 60.
[0069]
The recesses 23 and 24 may be configured so as to be removed from the wire bond portions 15 and 61 in the chips 10 and 60 and the openings of the recesses 23 and 24 are all covered with the chips 10 and 60. In this case, the air in the recesses 23 and 24 is sealed by the chips 10 and 60. Therefore, there is a possibility that the sealed air is thermally expanded to peel off the bonded portion of the chips 10 and 60.
[0070]
In that respect, as shown in FIG. 2, the inside of the recesses 23 and 24 is open to communicate with the outside, so that the air in the recesses 23 and 24 is not confined, which is preferable. .
[0071]
Furthermore, in this embodiment, the following preferable forms can be adopted. First, as described above, the lead frame 40 is formed by punching of a press. Here, the lead frame 40 preferably has a surface on the fixed die (die) side of the lead frame 40 in the punching process. One surface 41 of the frame 40, that is, a surface to be wire-bonded.
[0072]
FIG. 5 shows a cross-sectional configuration of the lead frame 40 having such a configuration. In the punching process, by forming one surface 41 of the lead frame 40 as a surface on the fixed mold side, a burr 41a protruding in the punching direction is formed at the end of the one surface 41. On the other hand, the other surface 42 of the lead frame 40 is a surface on the movable die (punch) side in the punching process, and the end of the other surface 42 has an R shape.
[0073]
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a method of insert molding the lead frame 40 in which such a burr 41a is formed, and FIG. 6B is an enlarged view showing a portion D surrounded by a circle in FIG. It is. As shown in FIG. 4, the resin case 20 is molded by setting the lead frame 40 in the lower mold K12, aligning the upper mold K11, and then filling the mold with resin.
[0074]
At this time, as shown in FIG. 6, at the end of one surface 41 of the lead frame 40, the burr 41a is in close contact with the upper mold K11 so as to be crushed. Then, the burr 41a functions as a dam, and the resin can be prevented from entering the one surface 41 of the lead frame 40.
[0075]
Incidentally, as shown in FIG. 7, a configuration in which the surface of the lead frame 40 on the side of the movable mold in the stamping process is formed as one surface 41 of the lead frame 40, that is, a bonding surface to be wire-bonded is also adopted in this embodiment. The However, in this case, since the end of the bonding surface has an R shape, the resin is likely to wrap around, so that the resin tends to adhere to the bonding surface.
[0076]
Therefore, if the preferred lead frame configuration shown in FIG. 5 is adopted, it is possible to prevent the resin from adhering to the one surface 41 of the lead frame 40 to be wire bonded, so that a higher level of wire bondability can be secured.
[0077]
The further effect of this preferable lead frame configuration appears in the connection portion of the lead frame 40 with the external substrate. In FIG. 7 described above, when the lead frame 40 of the pressure sensor S1 is placed on the external substrate, the burr of the lead frame 40 may hit the external substrate, and thus the pressure sensor S1 may be mounted inclined from the external substrate. is there. In that respect, the preferred configuration does not have such a situation, and stable mounting is possible.
[0078]
The second preferred embodiment also relates to the lead frame 40, and specifically appears in FIG. That is, the embedded portion of the lead frame 40 in the resin case 20 is shown by a broken line in FIG. 2, but has a constricted shape.
[0079]
By making the resin embedded portion of the lead frame constricted, the degree of catch between the lead frame 40 and the resin is increased. Thereby, for example, the holding strength of the lead frame 40 in the resin case 20 can be sufficiently resistant to a tensile load in the horizontal direction of the lead frame 40 such as a forming load at the time of molding the lead frame.
[0080]
A third preferred embodiment also relates to the lead frame 40, and specifically appears in FIG. The dimension L in FIG. 1, that is, the height from the connection surface of the lead frame 40 to the external substrate to the bend portion 43 is 2 mm or more. This is an effective configuration when soldering the lead frame 40 and the external substrate.
[0081]
When the dimension L is about 1 mm, the solder scoops up the back surface of the lead frame 40 (that is, the other surface 42 in FIG. 1) and adheres to the bend portion 43. The bend portion 43 is a portion that performs stress relaxation in the lead frame 40. If the bend portion 43 is hardened by being covered with solder, the stress relaxation operation cannot be exhibited.
[0082]
Therefore, as a result of intensive studies by the inventor, if the dimension L is set to 2 mm or more, it is possible to prevent the solder from creeping up to the bend portion 43 and to sufficiently exert the stress relaxation effect by the bend portion 43. all right.
[0083]
(Other embodiments)
In the pressure sensor S1 shown in the above embodiment, as described above, when the surface of the lead frame 40 on the fixed mold side in the punching process is the one surface 41 of the lead frame 40, that is, the bonding surface, the resin case 20 The chip mounting surfaces 21 and 22 may be flat surfaces without providing the recesses.
[0084]
In this case, resin burrs present on the chip mounting surfaces 21 and 22 may be removed in a deburring process. In this case, as described above, by preventing the resin from adhering to the bonding surface, it is possible to appropriately secure the wire bondability that is the object of the present invention.
[0085]
Further, the present invention is not limited to the pressure sensor described above, and a chip is mounted on a resin case in which a lead frame is insert-molded with one surface exposed, and the chip and one surface of the lead frame are connected by a wire. Any sensor device that is connected can be applied. For example, the present invention can be applied to an infrared sensor, a gas sensor, a flow sensor, a humidity sensor, and the like.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a pressure sensor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view taken along arrow A with the lid portion of FIG. 1 omitted.
FIG. 3 is a schematic plan view showing a state before the lead frame is cut in the embodiment.
FIG. 4 is a view showing a processing example of a conventional lead frame.
FIG. 5 is a diagram showing a schematic cross-sectional configuration of a resin case that is insert-molded by exposing a surface on a fixed mold side in a stamping process of a lead frame.
6 is a schematic cross-sectional view showing a method of forming the configuration shown in FIG.
FIG. 7 is a diagram showing a schematic cross-sectional configuration of a resin case that is insert-molded by exposing a surface on a movable mold side in a punching process of a lead frame.
FIG. 8 is a diagram showing a general schematic cross-sectional configuration of a conventional sensor device.
FIG. 9 is a view showing a state when a resin case is molded.
FIG. 10 is a diagram illustrating a state of inclination of a sensor chip due to burrs generated in a resin case.
11A and 11B are diagrams showing a prototype of the present inventor, in which FIG. 11A is a schematic plan view, and FIG. 11B is a schematic cross-sectional view.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Sensor chip, 15 ... Pad of sensor chip, 20 ... Resin case, 21, 22 ... Chip mounting surface, 23, 24 ... Recess, 40 ... Lead frame,
41 ... One side of the lead frame, 50 ... wire, 60 ... circuit chip,
61 ... Pad of circuit chip, P1 ... Ejector pin.

Claims (3)

リードフレーム（４０）の一面（４１）を露出させた状態で前記リードフレームがインサート成形されてなる樹脂ケース（２０）に、チップ（１０、６０）を搭載し、前記チップと前記リードフレームの一面とをワイヤ（５０）により結線してなるセンサ装置において、
前記樹脂ケースは、型によって成形された後イジェクタピン（Ｐ１）によって離型されたものであり、
前記樹脂ケースにおける前記チップの搭載面（２１、２２）には当該搭載面より凹んだ凹部（２３、２４）が形成され、その凹部の底部が、前記イジェクタピンが押し付けられる部位となっており、
前記樹脂ケースにおける前記チップの搭載面上からみたとき、前記凹部は、その少なくとも一部が前記チップと重なる位置で、かつ前記チップにおける前記ワイヤとの接続部（１５、６１）とは重ならない位置に設けられていることを特徴とするセンサ装置。A chip (10, 60) is mounted on a resin case (20) formed by insert molding of the lead frame with one surface (41) of the lead frame (40) exposed, and the chip and one surface of the lead frame are mounted. In a sensor device formed by connecting a wire with a wire (50),
The resin case is formed by a mold and then released by an ejector pin (P1).
On the mounting surface (21, 22) of the chip in the resin case, concave portions (23, 24) recessed from the mounting surface are formed, and the bottom of the concave portion is a portion to which the ejector pin is pressed,
When viewed from the mounting surface of the chip in the resin case, the recess has a position where at least a part thereof overlaps the chip and does not overlap with the connection part (15, 61) with the wire in the chip. It is provided in the sensor apparatus characterized by the above-mentioned. 前記凹部（２３、２４）の深さが０．３ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載のセンサ装置。2. The sensor device according to claim 1 , wherein a depth of the concave portion (23, 24) is 0.3 mm or more. 前記樹脂ケース（２０）における前記チップ（１０、６０）の搭載面（２１、２２）上からみたとき、前記凹部（２３、２４）は、その一部が前記チップとは重ならない位置となるように設けられて、前記凹部の内部が外部と連通していることを特徴とする請求項１または２に記載のセンサ装置。When viewed from above the mounting surface (21, 22) of said chip (10, 60) in said resin case (20), said recess (23, 24) is such that part thereof is a position that does not overlap with the tip provided, the sensor device according to claim 1 or 2, characterized in that the interior of the recess communicates with the outside.
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